ES2282465T3

ES2282465T3 - Sellado de toberas en dispositivos de eyeccion de fluido con peliculasde polimero termoplastico y metodo.

Info

Publication number: ES2282465T3
Application number: ES02766271T
Authority: ES
Inventors: Isaac Farr; Steven N. Miller; Steve H. Zhang
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 2001-09-11
Filing date: 2002-09-10
Publication date: 2007-10-16
Anticipated expiration: 2022-09-10
Also published as: CN1275773C; CN1553861A; ATE358588T1; KR100907161B1; EP1425183A1; CA2459988C; AU2002330014B2; BR0212882B1; JP2005502500A; PL367303A1; KR20040033303A; US20030052939A1; BR0212882A; WO2003022589A1; PL203175B1; CA2459988A1; MXPA04002333A; DE60219333T2; JP4188236B2; RU2004110949A

Abstract

Un cartucho (220) de eyección de fluido que comprende: una cabeza (222) de eyección de fluido que tiene al menos una tobera (224): un depósito (228) de fluido que contiene un fluido eyectable fluidicamente acoplado con al menos una tobera; y una cinta (200) que comprende una película (202) de polímero termoplástico que tiene un espesor desde alrededor de 5 hasta alrededor de 500 micras, y una temperatura de fusión mayor que 35ºC y un índice de fusión desde alrededor de 0, 5 hasta alrededor de 50 gramos por minuto, estando dicha película de polímero termoplástico en contacto con dicha al menos una tobera y unido a ella de forma liberable.

Description

Sellado de toberas en dispositivos de eyección de fluido con películas de polímero termoplástico y método.

Antecedentes

La presente invención está relacionada en general con el sellado de toberas en dispositivos de eyección de fluido y, más en particular, con películas de polímero termoplástico para sellar las toberas de los dispositivos de eyección de fluido.

En la pasada década, se han hecho desarrollos sustanciales en la micro-manipulación de fluidos en campos tales como la tecnología de impresión electrónica que utiliza impresoras de chorro de tinta. Es muy deseable tener la capacidad de mantener un precinto despegable viable de las toberas o canales de entrada y de salida en tales productos.

Uno de los problemas principales de mantener un sellado robusto en los micro-canales de fluido es la capacidad, durante el envío, manipulación y almacenamiento, impedir que el fluido gotee desde el canal, así como impedir que materiales externos atasquen o entren en el canal. Los atributos deseables de un precinto para micro-canales de fluido incluyen la prevención de la evaporación, la contaminación y el entremezclado de fluidos entre los canales. Además, también es deseable tener la capacidad de retirar el precinto al tiempo que se hace mínima la cantidad de residuo que queda en las toberas o canales de entrada y/o salida. Además, también es deseable que el precinto sea materialmente compatible con el fluido (es decir, no se degrade con el tiempo por el fluido).

Un cartucho de impresión por chorro de tinta proporciona un buen ejemplo de los problemas con los que se enfrenta el profesional al sellar micro-canales de fluido. Hay en uso actualmente una amplia variedad de sistemas de impresión por chorro de tinta altamente eficientes, que son capaces de dispensar tinta de una manera rápida y precisa. Convencionalmente, la pérdida de tinta y el atasco de las toberas de eyección de tinta se impide utilizando un dispositivo a modo de tapa o bien utilizando una cinta sensible a la presión (PSA), (véase por ejemplo la patente de Estados Unidos núm. 5.414.454) en la mayoría de estos sistemas. Sin embargo, existe una necesidad correspondiente de tecnologías de sellado mejoradas, a medida que los sistemas de impresión por chorro de tinta continúan proporcionando mejoras siempre crecientes en la velocidad y calidad de la imagen.

Los cartuchos de eyección de fluido incluyen típicamente un depósito de fluido que está acoplado fluídicamente con un substrato que está unido a la parte posterior de una capa de toberas que contiene una o más toberas a través de las cuales se expulsa el fluido. El substrato contiene normalmente un elemento generador de energía que genera la fuerza necesaria para expulsar el fluido contenido en el depósito. Dos elementos generadores de energía ampliamente utilizados son resistencias térmicas y elementos piezoeléctricos. Las primeras calientan rápidamente un componente del fluido por encima de su punto de ebullición, originando la expulsión de una gota de fluido. Los últimos utilizan un impulso de tensión para generar una fuerza de compresión sobre el fluido, dando como resultado la expulsión de una gota de fluido.

En particular, las mejoras en la calidad de la imagen han conducido tanto a disminuir el tamaño de las toberas, como la complejidad de las formulaciones de la tinta que aumentan la sensibilidad del cartucho a los residuos. Las toberas más pequeñas son más susceptibles de atascarse por cualquier residuo que quede en la región de tobera cuando se retira el precinto. Las toberas son también más susceptibles de atascarse con residuos que quedan en la capa de toberas, que son arrastrados hacia el interior de la tobera por un paño del puesto de servicio cuando se limpia la capa de toberas. Además, las mejoras en la calidad de la imagen han conducido a un aumento del contenido orgánico de las tintas para el chorro de tinta, que da como resultado un entorno más corrosivo experimentado por el material que sella las toberas. Así, la degradación del material de sellado por las tintas más corrosivas provoca problemas de compatibilidad de los materiales. Además, la mejora de la velocidad de impresión se ha conseguido típicamente utilizando una cabeza de impresión mayor, lo que da como resultado un aumento del camino de impresión. Una cabeza de impresión mayor da como resultado un mayor número de toberas a sellar y por tanto una necesidad de mantener un sellado a prueba de fugas en una zona más grande.

Los dispositivos de tapas convencionales sellan típicamente las toberas de chorros de tinta utilizando una estructura mecánica para aplicar presión a un material que sea conforme (típicamente un material de elastómero o un material elástico de espuma), que es presionado o forzado contra las toberas dando como resultado el sellado. Sin embargo, estos dispositivos pueden sufrir fugas durante el envío, manipulación y almacenamiento debidas a la vibración, manejo descuidado, fluctuaciones de temperatura y humedad, etc., que pueden resultar en toberas atascadas o vertidos de tinta en el contenedor del cartucho. Este problema se exagera cuando ocurre en cartuchos de tinta que contienen múltiples tintas. Dando como resultado una mezcla de tintas que típicamente produce una pobre obtención del color cuando se imprime. Aunque los materiales convencionales en forma de tapa pueden ser más compatibles con las nuevas tintas agresivas o corrosivas, el aumento del camino de impresión aumenta la probabilidad de fugas debidas a la expansión térmica y a las propiedades de curvatura tanto de la cabeza de impresión como del dispositivo de tapa.

Por otra parte, las cintas PSA convencionales sellan típicamente las toberas de chorro de tinta utilizando un adhesivo sensible a la presión. La cinta PSA está típicamente construida a partir de una película base con una capa de adhesivo sensible a la presión basado en acrilato, utilizada para sellar las toberas, como se indica esquemáticamente en la figura 1. La película base esta hecha normalmente de tereftalato de polietileno, comúnmente denominado poliéster (PET) o cloruro de polivinilo (PVC). El uso de las delgadas cintas PSA ha dado como resultado una mejora de la resistencia a las variaciones ambientales debidas a los cambios de dimensión originados por los recorridos de temperatura y humedad. Las cintas PSA han proporcionado también ciertas mejoras en duración con respecto a las vibraciones, mejorando así algunos de los problemas asociados con los dispositivos de tapa. Sin embargo, una cinta PSA aplicada a una superficie irregular, tal como una protuberancia, una estructura escalonada o una superficie discontinua, puede dar como resultado el pelado o despegue gradual de la cinta PSA, dando como resultado fugas, especialmente en periodos de tiempo largos. El despegue gradual pueda dar como resultado también la formación de una bolsa de aire entre la cinta y la placa de la tobera, permitiendo que la tinta fluye hacia esta región, que tenderá a reaccionar o corroer materiales tales como el encapsulamiento que protege las pistas eléctricas. Finalmente esto puede conducir a cortocircuitos eléctricos y la cabeza de impresión puede fallar.

Como se ha indicado anteriormente, y se ha ilustrado en una vista isométrica simplificada en la figura 1, la mayoría de las cintas PSA consisten generalmente en una película base 11 y una capa 21 de adhesivo, con un revestimiento 31 y/o una capa despegable 41 (típicamente polidimetilsiloxano {PDMS}). Durante la aplicación, se retira el revestimiento 31 y se desecha. La capa adhesiva 21 está unida a la capa de toberas, utilizando la presión, para formar un precinto. La capa de adhesivo es típicamente una mezcla de elastómero con grandes cantidades de pequeños aditivos moleculares que tienen un peso molecular bajo. Los aditivos incluyen, típicamente, plastificadores, agentes adhesivos, catalizadores de polimerización y agentes curativos. Estos aditivos de peso molecular bajo son añadidos principalmente para cambiar la temperatura (Tg) de transición cristalina del material y proporcionar la adherencia.

Como estos aditivos son de peso molecular bajo en comparación con el peso molecular del polímero, ambos pueden ser lixiviados de la capa adhesiva por la tinta, reaccionar con los componentes de la tinta, o ambas cosas, más fácilmente que la parte nuclear del polímero. En cualquier caso, ya sea porque el material de bajo peso molecular reaccione con la tinta, o es lixiviado por ella, la capa de adhesivo de la cinta PSA se deja con una fuerza cohesiva debilitada que puede dar como resultado que queden residuos cuando se retira la cinta. Además, la reacción entre estos aditivos de bajo peso molecular y los componentes de la tinta puede conducir también a la formación de precipitados o materiales gelatinosos, que a su vez pueden dar como resultado el atasco de las toberas.

La interacción de estos aditivos de bajo peso molecular con los componentes de la tinta, puede dar lugar también a un debilitamiento del interfaz película de base/adhesivo. Así, si la resistencia de este interfaz se degrada suficientemente, la capa de adhesivo de la cinta puede permanecer en el cartucho de impresión cuando el usuario intenta tirar de la cinta antes de insertar el cartucho en la impresora. La compatibilidad de materiales de la película base y de la película de adhesivo se elige cuidadosamente para cada tinta. Debe considerarse la compatibilidad de materiales de las interacciones tinta/aditivo así como las interacciones generales tinta/polímero.

Independientemente del método utilizado para expulsar el fluido, una vez que el cartucho de eyección de fluido ha sido fabricado, llenado de fluido, y comprobado, existe la necesidad de sellar la tobera o toberas para impedir las fugas, reducir la evaporación del fluido, y obstaculizar la contaminación del fluido. Así, los profesionales se enfrentan frecuentemente con difíciles elecciones entre dispositivos de tapa (mejores en robustez), cintas PSA (con mejores propiedades de sellado) y cambios de la formulación de la tinta para cumplir con los requisitos de envío, manipulación y almacenamiento de un cartucho particular de eyección de fluido.

El documento EP456840A divulga un cartucho de eyección de fluido que tiene una cinta que comprende una película de polímero en contacto con las toberas y pegado a ellas de manera despegable.

Por tanto, un sistema de sellado que impida las fugas de fluido, la evaporación, la contaminación y el entremezclado entre canales, así como que sea fácilmente despegable al tiempo que hace mínimos los residuos que quedan en sobre una diversidad de placas de tobera, y que sea compatible con una diversidad de tintas, sería un avance de la técnica.

Sumario de la invención

El problema se resuelve con el cartucho de eyección de fluido de la reivindicación 1, con la cinta para sellar toberas de la reivindicación 6, y con el método de sellar las toberas, de forma despegable, de una capa de toberas en un cartucho de eyección de fluido de la reivindicación 8.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista en perspectiva que representa en general la estructura de una cinta PSA;

La figura 2 es una vista en perspectiva de un cartucho de eyección de fluido y de una cinta de acuerdo con un modo de realización de esta invención;

La figura 3 es una vista en perspectiva de una cinta de acuerdo con un modo de realización alternativo de esta invención;

La figura 4a es una vista en sección transversal de una cinta de acuerdo con un modo de realización alternativo de esta invención;

La figura 4b es una vista en sección transversal de una cinta de acuerdo con un segundo modo de realización alternativo de esta invención;

La figura 4c es una vista en sección transversal de una cinta de acuerdo con un tercer modo de realización alternativo de esta invención;

La figura 5 es un diagrama de flujo de un método para sellar toberas de un cartucho de eyección de fluido de acuerdo con un modo de realización de esta invención;

La figura 6 es una vista en perspectiva de un método para sellar toberas de un cartucho de eyección de fluido de acuerdo con un modo de realización alternativo de esta invención;

Las figuras 7a - 7b son vistas en perspectiva de un método para sellar toberas de un cartucho de eyección de fluido de acuerdo con un modo de realización alternativo de esta invención; y

La figura 8 es un gráfico de la resistencia al despegue de una cinta, en función de la dosificación del haz de electrones, de acuerdo con un modo de realización alternativo de esta invención.

Descripción detallada de modos de realización preferidos

Una característica de la presente invención incluye el uso de película de polímero termoplástico que mantiene las propiedades de sellado de una cinta PSA al tiempo que mantiene también la robustez de la tinta de un dispositivo de tapa. Utilizando temperaturas y presiones de sellado más altas y presiones, junto con el mínimo uso de aditivos, el profesional es capaz de optimizar la formulación de la tinta y las propiedades de sellado de la película de polímero termoplástico. Así, la presente invención utiliza ventajosamente una película de polímero termoplástico optimizada para la compatibilidad de la tinta y también utiliza temperaturas y presiones de sellado más altas para formar un sellado robusto alrededor de las toberas de un cartucho de eyección de fluido.

La película de polímero termoplástico puede ser un polímero cristalino o semi-cristalino de un elastómero termoplástico que tiene un punto de fusión mayor que alrededor de 35ºC; preferiblemente, un punto de fusión desde alrededor de 60ºC hasta alrededor de 150ºC, particularmente preferible es un punto de fusión desde alrededor de 70ºC hasta alrededor de 120ºC. La película de polímero termoplástico tiene poca o ninguna pegajosidad a la temperatura ambiente. Además, la película de polímero termoplástico tiene también, preferiblemente, un índice de fusión desde alrededor de 0,5 hasta alrededor de 5,0 g/min, de acuerdo con la norma D1238 de la Sociedad Americana de Comprobación de Materiales (ASTM), y más preferiblemente un índice de fusión desde alrededor de 0,5 hasta alrededor de 1,0 g/min. Sin embargo, puede utilizarse una película de polímero termoplástico que tenga un índice de fusión en la gama desde alrededor de 0,5 hasta alrededor de 50 g/min. La película de polímero termoplástico tiene las ventajas de ser mecánicamente fuerte, resistente a una mayor gama de fluidos que las PSA, contiene pocos o ningún aditivo, y típicamente tiene velocidades de transmisión de vapor de agua menores que las PSA. Además, la película de polímero termoplástico se moldea bien alrededor de características estructurales abruptas del dispositivo de eyección de fluido. De manera más importante, la película de polímero termoplástico proporciona la capacidad de afinar las propiedades de adhesión utilizando diferentes temperaturas, presiones y tiempos de sellado, optimizando así las propiedades de sellado para diferentes cartuchos de eyección de fluido.

Haciendo referencia a la figura 2, se ilustra en perspectiva un ejemplo de cartucho 220 de eyección de fluido de la presente invención. En este modo de realización, el cartucho 220 de eyección de fluido incluye un depósito 228 que contiene un fluido que es suministrado a un substrato (no ilustrado) que está fijado a la parte posterior de una capa 226 de toberas. El substrato (no ilustrado), la capa 226 de toberas, las toberas 224, y un circuito flexible 222 forman lo que generalmente se denomina una cabeza eyectora. En aquellos modos de realización que no utilizan una capa de toberas integrada y un circuito flexible, el substrato, la capa de toberas y las toberas serían denominados generalmente como cabeza eyectora.

La capa 226 de toberas contiene una o más toberas 224 a través de la cuales se expulsa el fluido. La capa 226 de toberas puede estar formada por metal, polímero, vidrio, u otro material adecuado tal como la cerámica. Preferiblemente, la capa 226 de toberas está formada a partir de un polímero, tal como la poliimida, el poliéster, el naftalato de polietileno (PEN), el epoxy o el policarbonato. Los ejemplos de materiales para la capa de toberas, comercialmente disponibles, incluyen una película de poliimida disponible en la compañía E.I.DuPont de Nemours & Co. bajo la marca comercial "Kapton", un material de poliimida disponible en la compañía Ube Industries, LTD (de Japón) bajo la marca comercial "Upilex", y un epoxy para imágenes fotográficas disponible por la compañía MicroChem Corp. bajo la marca comercial NANO SU-8. En un modo de realización alternativo, la capa 226 de toberas está formada a partir de un metal tal como una base de níquel encerrada en una fina capa de oro, paladio, tántalo o rodio.

El circuito flexible 222 del ejemplo de modo de realización es una película de polímero e incluye pistas eléctricas 242 conectadas a contacto eléctricos 240. Las pistas eléctricas 242 son encaminadas desde los contacto eléctricos 240 para unir terminales en el substrato (no ilustrado) y proporcionar la conexión eléctrica para el cartucho 220 de eyección de fluido. Cuando el circuito flexible 222 y la capa 226 de toberas están integradas como se ilustra en la figura 2, las perlas elevadas 244 de encapsulación (típicamente un epoxy) se dispensan dentro de una ventana formada en el circuito flexible integrado 222 y en la capa 226 de toberas. Las perlas 244 de encapsulación protegen y encapsulan la pista eléctrica 242 y unen las conexiones eléctricas de los terminales del substrato. En un modo de realización alternativo, cuando la capa 226 de toberas no está integrada en el circuito flexible 222, las perlas 244 de encapsulación se dispensan a lo largo del borde de la capa 226 de toberas y del borde del substrato para proporcionar la función de protección de las conexiones eléctricas al substrato.

Una vez que se ha completado la fabricación del cartucho de eyección de fluido y se ha llenado el depósito 228 con el fluido, y se han completado las pruebas apropiadas del cartucho de eyección de fluido, las toberas 224 deben ser selladas para impedir las fugas y/o impedir la contaminación del fluido. La cinta 200 ilustrada en la figura 2 se suministra inicialmente en rollos, se corta la longitud apropiada y se ajusta con el cartucho 220 de eyección de fluido, de forma tal que la cinta 200 cubrirá totalmente las toberas 224. La cinta 200 se presiona después sobre el cartucho 220 de eyección de fluido, en la dirección de la flecha 201, utilizando una platina caliente (no ilustrada) para calentar la película 202 de polímero termoplástico por encima de su temperatura de fusión y aplicar una presión. La película 202 de polímero termoplástico se calienta por encima de su temperatura de fusión, preferiblemente de 10ºC a 50ºC por encima de la temperatura de fusión y, más preferiblemente, de 25ºC a 50ºC por encima de la temperatura de fusión. La cinta 200 puede ser suministrada también con una etiqueta no adhesiva, denominada comúnmente "etiqueta extractora", para facilitar el agarre de la cinta 200 por el usuario para retirarla.

La cinta 200 ilustrada en una vista en perspectiva en la figura 2, es una construcción de dos capas en la que la película 202 de polímero termoplástico esta adhesivamente unida a la película base 204. Preferiblemente, la película base 204 es una película de poliéster (PET). También pueden utilizarse otros materiales de película de polímero para la película base, tal como el cloruro de polivinilo, el tereftalato de polibutileno (PBT), el naftalato de polietileno (PEN), el polipropileno (PP), el polietileno (PE), el poliuretano, la poliamida, los poliarilatos y los polímeros de cristal líquido basados en poliéster. La película base 204 puede ser también una base tejida o no tejida, donde una base no tejida es una lámina porosa plana fabricada típicamente por capas entrelazadas o redes de fibras, filamentos o estructuras filamentosas en forma de película. La base no tejida está específicamente diseñada para permitir una penetración completa de la resina de impregnación dentro de la película base muy porosa. Los materiales comúnmente utilizados para fabricar láminas no tejidas son los poliésteres, el polipropileno y el rayón.

Aunque el espesor de la película base 204 dependerá tanto del cartucho de eyección de fluido a sellar como de la película particular de polímero termoplástico utilizada, el espesor de la película base 204 varía preferiblemente entre alrededor de 5 hasta alrededor de 500 micras y más preferiblemente desde alrededor de 5 hasta alrededor de 50 micras, y es particularmente preferible una variación desde alrededor de 10 hasta alrededor de 25 micras de espesor. También es preferible que la película base 204 tenga una temperatura de fusión de al menos 10ºC más alta que la de la película 202 de polímero termoplástico, más preferiblemente al menos 25ºC más alta, y particularmente preferible es una temperatura de fusión de al menos 50ºC más alta.

La película 202 de polímero termoplástico es, preferiblemente, de polímeros binarios o ternarios basados en etileno. Los ejemplos de tales copolímeros incluyen los copolímeros de etileno-acetato vinilo con un contenido de acetato de vinilo entre alrededor de 0 hasta alrededor de 40 por ciento en peso, y más preferiblemente con un contenido de acetato de vinilo desde alrededor del 10% hasta alrededor del 25% en peso. Otro ejemplo son los copolímeros de etileno-ácido metacrílico con un contenido de ácido metacrílico entre alrededor del 5 hasta alrededor del 30 por ciento en peso, y más preferiblemente un contenido de ácido matacrílico entre alrededor del 10 hasta alrededor del 20 por ciento en peso. Otro ejemplo son los terpolímeros de etileno-acetato de vinilo-ácido metacrílico, y los terpolímeros de etileno-éster acrílico-metacrilato de glicidilo. Una película particularmente preferible de copolímero ternario semi-cristalino contiene desde alrededor del 60 hasta alrededor del 95 por ciento en peso de polietileno, y desde alrededor de 0 hasta alrededor de 40 por ciento en peso de acetato de polivinilo, y desde alrededor de 0 hasta alrededor de 30 por ciento en peso de ácido polimetacrílico. Los grupos ácidos en el copolímero pueden ser parcialmente neutralizados. Pueden utilizarse también otros materiales para las películas de polímeros termoplásticos, tales como los poliuretanos, la poliamida y el poliéster. También pueden utilizarse mezclas de estos polímeros, tales como el EVA/PP o el
EVA/PE.

Aunque el espesor de la película 202 de polímero termoplástico dependerá tanto del cartucho particular de eyección de fluido a sellar como de la película particular de polímero termoplástico utilizada, el espesor de la película 202 de polímero termoplástico varía preferiblemente entre alrededor de 5 hasta alrededor de 500 micras y, más preferiblemente, desde alrededor de 10 hasta alrededor de 100 micras de espesor y, particularmente preferible es una variación desde alrededor de 25 hasta alrededor de 75 micras de espesor. También es preferible que la película 202 de polímero termoplástico tenga una temperatura de fusión desde alrededor de 60ºC hasta alrededor de 150ºC y, más preferiblemente, desde alrededor de 70ºC hasta alrededor de 120ºC; sin embargo, pueden utilizarse películas con punto de fusión por encima de alrededor de 35ºC.

Es preferible que la película 202 de polímero termoplástico contenga menos de alrededor del diez por ciento de aditivos de pesos moleculares bajos que tengan menos de alrededor de 2000 gramos por mol, tales como las plastificadores, adhesivos, y también que estén libre de halógenos. Es más preferible que la película 202 de polímero termoplástico no contenga aditivos de bajo peso molecular. Sin embargo, pueden utilizarse películas de polímero termoplástico que contienen menos de alrededor del 20 hasta alrededor del 30 por ciento en peso de aditivos de peso molecular bajo. Ejemplos de diversos componentes que pueden ser utilizados como agentes de proceso son los adipatos, tales como el adipato di-2-etilhexilo; los fosfatos, tales como el difenilfosfato de 2-etilhexilo; los ftalatos, tales como el ftalato diisotridecilo o el ftalato de 2-etilhexilo; plastificadores secundarios, tales como el sesquioleato de sorbitán, semilla de lino epoxidada o aceites de semilla de soja; agentes antifricción tales como la oleamida, erucamida y estearamida, y otros materiales similares.

Como se ha indicado anteriormente, una ventaja de la presente invención es la capacidad de ajustar la adhesión de la película 202 de polímero termoplástico a la capa 226 de toberas, variando la temperatura, presión y tiempo durante la aplicación. Además, la adhesión puede ser ajustada también variando la densidad de reticulación del polímero o polímeros utilizados en la película 202 de polímero termoplástico. Aunque el grado de reticulación de la película 202 de polímero termoplástico dependerá del cartucho de eyección de fluido en particular a sellar, la película de polímero termoplástico particular utilizada, así como del fluido particular utilizado en el cartucho de eyección de fluido, preferiblemente el grado de reticulación es controlado por la irradiación del haz de electrones en la gama desde aproximadamente 0 hasta aproximadamente 30 mrad, que puede resultar en más de un orden de magnitud de la variación en la resistencia a despegarse y, más preferiblemente, en la gama desde alrededor de 0 hasta alrededor de 10 mrad. También pueden utilizarse otras tecnologías de reticulación, tales como sistemas activados químicamente o por luz ultravioleta (UV), u otros sistemas activados por radiación electromagnética.

La adhesión entre la película base 204 y la película 202 de polímero termoplástico puede ajustarse también haciendo un pre-tratamiento de la película base 204 antes de la aplicación de la película de polímero termoplástico. Preferiblemente, se utiliza el tratamiento por plasma o por descarga por efecto corona de la película base 204 con un gas reactivo tal como el oxígeno. Sin embargo, también pueden utilizarse otros tratamientos de superficie tales como el láser, flameado, químico, o aplicando un disolvente mutuo.

En la figura 3 se ilustra un modo de realización alternativo de la presente invención, donde la cinta 300 es una construcción de una sola capa formada por película 302 de polímero termoplástico. En este modo de realización, la película de polímero termoplástico puede ser cualquiera de los polímeros descritos para el modo de realización ilustrado en la figura 2. Aunque el espesor de la película 302 de polímero termoplástico dependerá tanto del cartucho de eyección de fluido particular a sellar como de la película de polímero termoplástico particular utilizada, el espesor de la película 302 de polímero termoplástico es aproximadamente desde alrededor de 20 hasta alrededor de 500 micras y, más preferiblemente, desde alrededor de 25 hasta alrededor de 175 micras de espesor, y particularmente preferible desde alrededor de 115 hasta alrededor de 135 micras de espesor. Además, en este modo de realización, se aplica preferiblemente calor a la cinta desde el lado del cartucho de eyección de fluido, utilizando aire caliente o bien calor por infrarrojos para formar una región de superficie fundida durante la aplicación sin fundir toda la película.

La figura 4a ilustra un modo de realización alternativo de la presente invención que se muestra con una vista en sección transversal. En este modo de realización, una cinta 400 es una construcción de tres capas en la que se ha unido adhesivamente una película 402 de polímero termoplástico a una película 406 de barrera contra la humedad, que está adhesivamente unida a una película base 404. Tanto la película base 404 como la película 402 de polímero termoplástico pueden ser de cualquiera de los polímeros respectivamente descritos en el modo de realización ilustrado en la figura 2. Aunque el espesor total de la cinta 400 dependerá tanto del cartucho de eyección de fluido en particular a sellar como de la película particular de polímero termoplástico utilizada, preferiblemente el espesor total está en la gama que va desde alrededor de 20 hasta alrededor de 150 micras y, más preferiblemente, en la gama que va desde alrededor de 25 hasta alrededor de 100 micras de espesor y, particularmente preferible es la gama que va desde alrededor de 25 hasta alrededor de 75 micras. Aunque la figura 4a representa una construcción con la película 406 de barrera contra la humedad intercalada entre la película base 404 y la película termoplástica 402, es igualmente preferible que la película base 404 esté intercalada entre la película 406 de barrera contra la humedad y la películas 402 de polímero termoplástico, dependiendo de los materiales particulares utilizados para la película 406 de barrera contra la humedad.

Preferiblemente, la película 406 de barrera contra la humedad es polietileno; sin embargo, pueden utilizarse otros materiales tales como los polímeros de cristal líquido, e incluso una capa metálica o inorgánica. Aunque el espesor de la capa de barrera contra la humedad dependerá tanto del cartucho de eyección de fluido en particular a sellar como de los materiales utilizados tanto para la película base 404 como de la película 402 de polímero termoplástico, es preferible una variación desde alrededor de 0,01 micras hasta alrededor de 25 micras y es más preferible una variación entre alrededor de 0,5 hasta alrededor de 15 micras.

En la figura 4b se ilustra un segundo modo de realización alternativo de la presente invención, en una vista en sección transversal. En este modo de realización, la cinta 400' es una construcción de cuatro capas donde hay una película 402 de polímero termoplástico adhesivamente unida a una película 406' de barrera contra la humedad, que está adhesivamente unida a una película base 404', que está adhesivamente unida a una película 408 de disipación electrostática. La película base 404', la película 402' de polímero termoplástico, y la película 406' de barrera contra la humedad, pueden ser de cualquiera de los polímeros respectivamente descritos para los modos de realización ilustrados en la figura 2 o en la figura 4a. Además, la película 406' de barrera contra la humedad y la película 408 de disipación electrostática, dependiendo de las películas particulares utilizadas, pueden actuar como una película base, sustituyendo así a la película base 404'. Aunque el espesor de la cinta 400' dependerá tanto del cartucho de eyección de fluido particular a sellar como de la película 402' de polímero termoplástico particular utilizada, el espesor de la cinta 400' varía preferiblemente desde alrededor de 25 hasta alrededor de 150 micras y, más preferiblemente, desde alrededor de 25 hasta alrededor de 100 micras y es particularmente preferible una variación desde alrededor de 25 hasta alrededor de 75 micras. Aunque la figura 4b representa una construcción con la película 406' de barrera contra la humedad intercalada entre la película base 404' y la película termoplástica 402', con la película 408 de disipación electrostática, que está adhesivamente unida al lado libre restante de la película base 404', son igualmente preferibles otras construcciones siempre que la película 402' de polímero termoplástico pueda pegarse a la capa de toberas, como se ilustra en la figura 2. Por ejemplo, la película 408 de disipación electrostática puede estar intercalada también entre la película base 404' y la película 402' de polímero termoplástico.

Preferiblemente, la película 408 de disipación electrostática es polietileno tratado con una resistividad superficial desde alrededor de 10^{9} hasta alrededor de 10^{13} ohmios/cuadrado; sin embargo, pueden utilizarse otros materiales tales como polímeros rellenos de negro de carbono e incluso un metal formado sobre la superficie de la película 408 de disipación electrostática. Aunque el espesor de la película 408 de disipación electrostática dependerá tanto del cartucho de eyección de fluido particular a sellar como de los materiales utilizados para la película base 404' y la película 402' de polímero termoplástico, es preferible una variación desde alrededor de 0,5 hasta alrededor de 25 micras. Para aquellos dispositivos de eyección de fluido que contienen circuitos sensibles a proteger, tales como semiconductores de óxido metálico complementarios (CMOS), la película 408 de disipación electrostática tiene, preferiblemente, una resistividad superficial de 10^{4} ohmios por cuadrado. La película 408 de disipación electrostática contiene preferiblemente un material de disipación estática tal como el polietileno tratado para controlar la carga triboeléctrica, y una capa conductora tal como una capa metálica delgada para actuar como una pantalla contra campos electrostáticos.

Haciendo referencia a la figura 4c, se ilustra un tercer modo de realización alternativo de la presente invención con una vista en sección transversal. En este modo de realización, la cinta 400'' es una construcción de cinco capas, donde hay una película 402'' de polímero termoplástico adhesivamente unida a una película 410 de barrera contra el aire; la película 410 de barrera contra el aire está adhesivamente unida a la película 406'' de barrera contra la humedad; la película 406'' de barrera contra la humedad está adhesivamente unida a una película base 404''; y la película base 404'' está adhesivamente unida a una película 408' de disipación electrostática. La película base 404'', la película 402'' de polímero termoplástico y la película 406'' de barrera contra la humedad y la película 408' de disipación electrostática pueden ser cualquiera de los polímeros respectivamente descritos para los modos de realización ilustrados en la figura 2 o en las figuras 4a - 4b. Preferiblemente, la película 410 de barrera contra el aire es una película de polímero de cristal líquido; sin embargo, pueden utilizarse también otros materiales tales como las capas de metal o capas inorgánicas (por ejemplo, dióxido de silicio, óxido de aluminio, etc.)

Aunque el espesor de la cinta 400'' dependerá tanto del cartucho de eyección de fluido en particular a sellar, como de la película 402'' de polímero termoplástico en particular utilizada, el espesor de la cinta 400' varía preferiblemente entre alrededor de 20 hasta alrededor de 500 micras y, más preferiblemente, entre alrededor de 25 hasta alrededor de 100 micras y, particularmente preferible es una variación entre alrededor de 25 hasta alrededor de 75 micras. Aunque la figura 4c representa una construcción con la película 406'' de barrera contra la humedad y la película 410 de barrera contra el aire intercaladas entre la película base 404'' y la película termoplástica 402'' con la película 408' de disipación electrostática, que está adhesivamente unida al lado libre restante de la película base 404'', son igualmente preferibles otras construcciones siempre que la película 402'' de polímero termoplástico pueda pegarse a la capa de toberas, como se ilustra en la figura 2.

En la figura 5 se ilustra, como diagrama de flujo, un ejemplo del método de sellado despegable de las toberas a una capa de toberas de un cartucho de eyección de fluido, utilizando una cinta como se describe en los diversos modos de realización ilustrados en las figuras 2 - 4. En el paso 530, la cinta es dispensada desde un rollo que contiene la cinta durante la fabricación. Se hace avanzar la cinta desde el rollo por medio de una combinación de un rodillo de accionamiento y un rodillo loco que mantiene la cinta con la tensión y alineación apropiada, impidiendo que se retuerza, coja holgura o bascule. En el paso 532, cuando la cinta avanza desde el rollo de cinta, es alimentada en una zona de caldeo para precalentar la cinta, de forma tal que el proceso aguas debajo de unir la cinta al cartucho de eyección de fluido puede ser acelerado, dando como resultado la capacidad de hacer máximo el rendimiento. Preferiblemente, la cinta es precalentada a una temperatura en la gama desde alrededor de 10ºC hasta alrededor de 50ºC por encima de la temperatura de fusión de la película de polímero termoplástico y, más preferiblemente, desde alrededor de 25ºC hasta alrededor de 50ºC; sin embargo, dependiendo de la cinta en particular que se utilice, pueden utilizarse temperaturas de precalentamiento mayores que alrededor de 50ºC por encima de la temperatura de fusión.

La cinta es capturada después de forma liberable en el paso 533, utilizando un mandril de vacío que puede desplazarse en tres direcciones mutuamente perpendiculares para situar la cinta apropiadamente sobre el cartucho de eyección de fluido, como se ilustra en la figura 6. Una vez que la cinta ha sido capturada liberablemente, se une una etiqueta extractora al extremo libre de la cinta para facilitar el agarre de la cinta por el usuario para poder retirarla. Un elemento o dispositivo de corte efectúa después el corte de la cinta con la longitud requerida en el paso 535.

El mandril de vacío que captura liberablemente la cinta en el paso 533, incluye también un calentador que caldea la cinta en el paso 536 a una temperatura suficientemente alta para facilitar la unión de la cinta a la capa superficial de toberas ilustrada en la figura 2. Preferiblemente, el calentador caldea la cinta a una temperatura en la gama desde alrededor de 110ºC hasta alrededor de 125ºC durante alrededor de 2 hasta alrededor de 7 segundos; sin embargo, también pueden utilizarse otras temperaturas y tiempos dependiendo del cartucho de eyección de fluido en particular, la cinta utilizada y las herramientas de fabricación utilizadas. Cuando el calentador del mandril de vacío está calentando la cinta, el mandril de vacío sitúa también la cinta sobre el cartucho de eyección de fluido para cubrir la tobera o toberas en el paso 537.

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Una vez que la cinta cortada está situada correctamente y la cinta está a la temperatura deseada, el mandril de vacío une la cinta al cartucho de eyección de fluido en el paso 538. En este paso, se aplica preferiblemente una presión desde alrededor de 30 psi (2,068 bares) hasta alrededor de 60 psi (4,13 bares) entre la cinta y el cartucho de eyección de fluido y, más preferiblemente en la gama desde alrededor de 40 psi (2,75 bares) hasta alrededor de 50 psi (3,44 bares); sin embargo puede utilizarse también presiones en la gama desde alrededor de 7 psi (0,48 bares) hasta alrededor de 100 psi (6,89 bares), dependiendo del cartucho de eyección de fluido en particular y de la cinta utilizada. Además, la presión particular utilizada en el paso 538 depende también de otros factores tales como el aplanamiento del mandril de vacío, el aplanamiento de la superficie de escritura sobre la cual es laminada la cinta, la dureza de un material conforme si se usa en el mandril de vacío, y el paralelismo de las dos superficies durante la laminación. En el paso 539, el usuario retira la cinta a temperatura ambiente, antes de utilizar el cartucho de eyección de
fluido.

Haciendo referencia a la figura 6, se ilustra con una vista en perspectiva un modo de realización alternativo del método de sellado liberable de toberas de una capa de toberas en un cartucho de eyección de fluido, que utiliza una cinta como se ha descrito en los diversos modos de realización ilustrados en las figuras 2 - 4. Más en particular, el modo de realización alternativo ilustrado en la figura 6 muestra un método alternativo de calentamiento de la cinta antes de unirla al dispositivo de eyección de fluido. En este modo de realización, el mandril 656 de vacío es similar al descrito anteriormente en los pasos 533 a 538. El mandril de vacío incluye un calentador 652 unido al mandril 654 del calentador. Unido al calentador 652, hay un material conforme que es, preferiblemente, caucho de silicona; sin embargo, también pueden utilizarse otros materiales conformes que funcionen en la gama de temperaturas deseadas. El material conforme contiene al menos un orificio por el cual se aplica un vacío para mantener la cinta 600 de una manera sustancialmente plana. Preferiblemente, el material conforme contiene una pluralidad de orificios para mantener la cinta 600 en su posición apropiada. En este modo de realización, el calentador 656 de superficie está situado de manera que calienta tanto la capa superficial de toberas de la cabeza 622 de eyección de fluido como la superficie 603 de sellado de la capa de película de polímero termoplástico de la cinta 600.

La cabeza de eyección de fluido está unida al depósito 628 de fluido para formar el cartucho 620 de eyección de fluido similar al cartucho 220 de eyección de fluido ilustrado en la figura 2. Este modo de realización es particularmente ventajoso para el modo de realización de cinta ilustrado en la figura 3, donde la cinta 600 es una construcción de una sola capa en la que es deseable fundir solamente la superficie de la película de polímero termoplástico. Como se ilustra en la figura 6, el calentador 656 de superficie calienta las dos superficies utilizando aire caliente o algún gas inerte caliente, tal como el nitrógeno o el argón. Sin embargo, pueden utilizarse otros métodos de caldeo tales como el calentamiento por infrarrojos, calentamiento por microondas y el calentamiento por láser.

Haciendo referencia a las figuras 7a - 7b, se ilustra con una vista en perspectiva un modo de realización alternativo del método de sellado liberable de las toberas de una capa de toberas en un cartucho de eyección de fluido, utilizando una cinta, como se describe en los diversos modos de realización ilustrados en las figuras 2 - 4. Más en particular, el modo de realización alternativo ilustrado en las figuras 7a - 7b muestra un método para unir la cinta 700 a la capa de toberas (no ilustrada) utilizando una primera porción 705 de la cinta 700; al depósito 728 utilizando una segunda porción 706 de la cinta 700; y a las pistas eléctricas 742 y contactos eléctricos 740 utilizando una tercera porción 707 de la cinta 700. Esto es particularmente ventajoso para aquellos cartuchos 720 de eyección de fluido que tienen contactos eléctricos y pistas en estrecha proximidad con las toberas de eyección de fluido.

En este modo de realización, el mandril 756 de vacío amarra la cinta 700 a la capa de toberas (no ilustrada) utilizando la primera porción 705, de forma similar a la descrita en el paso 538 ilustrado en la figura 5, calentando la cinta 700 y aplicando presión a la película base 704, dando como resultado que la película termoplástica 702 sella las toberas de la capa de toberas. Como se ilustra en la figura 7b, un segundo laminador 790 o mandril 756 de vacío girado noventa grados, lamina preferiblemente después la segunda porción 706 de la cinta 700 al depósito 728, y lamina la tercera porción 707 sobre las pistas eléctricas 742 y los contactos eléctricos 740; proporcionando un sellado robusto para las toberas, las pistas eléctricas 742 y los contactos eléctricos 740, dejando libre la etiqueta extractora 730 para facilitar el agarre de la cinta 700 por el usuario para su extracción. En un modo de realización alternativo, la segunda porción 706 se lamina en la cara 708 del depósito utilizando un tercer laminador (no ilustrado) o mandril 756 de vacío girado noventa grados negativos.

Los ejemplos siguientes ilustran varios sistemas de polímeros que han sido construidos y comprobados y que pueden ser utilizados de acuerdo con la presente invención. Sin embargo, la presente invención no está limitada a estos ejemplos.

Ejemplo comparativo 1

Cinta 1: Se moldeó una solución de adhesivo sensible a la presión (PSA) desde alrededor de 5 micras de espesor, sobre una película base de alrededor de 70 micras de espesor. El PSA estaba basado en acrilato y la película base era cloruro de polivinilo (PVC). El lado no adhesivo de la película base de PVC fue recubierto con una fina capa de material de silicona. La cinta fue calentada hasta alrededor de 60ºC y unida a la capa de toberas de un cartucho de eyección de fluido con una presión de 45 psi (3,10 bares).

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Ejemplo comparativo 2

Cinta 2: Un PSA de alrededor de 4 micras de espesor fue moldeado como solución sobre una película base de alrededor de 50 micras de espesor. El PSA estaba basado en caucho y la película base es un copolímero basado en etileno, comercialmente disponible en la compañía E.I.DuPont de Nemours & Co. bajo la marca comercial de resinas de la serie SURLYN®. Se utilizó una película basada en PET como revestimiento de liberación para la cinta. La cinta fue calentada hasta alrededor de 60ºC y unida a la capa de toberas de un cartucho de eyección de fluido con una presión de 45 psi (3,10 bares).

Ejemplo 3

Cinta 3: Se preparó mediante moldeo por extrusión una cinta de película termoplástica de un copolímero de etileno-acetato de vinilo (EVA) de 38 micras de espesor, como adhesivo de polímero termoplástico, sobre una película base PET de 14,2 micras de espesor. El copolímero EVA está disponible comercialmente en la compañía E.I.DuPont de Nemours & Co. bajo la marca comercial ELVAX® 3190. La superficie de la cinta fue calentada hasta alrededor de 120ºC y unida a la capa de toberas de un cartucho de eyección de fluido con una presión de 45 psi (3,10 bares).

Ejemplo 4

Cinta 4: Se preparó una cinta de película termoplástica de la misma manera que la cinta 3, excepto que el adhesivo termoplástico era terpolímero de etileno-acetato de vinilo-ácido metacrilato, comercialmente disponible en la compañía E.I.DuPont de Nemours & Co. bajo la marca comercial ELVAX® 4260. La superficie de la cinta fue calentada hasta alrededor de 120ºC y unida a la capa de toberas de un cartucho de eyección de fluido con una presión de 45 psi (3,10 bares).

Ejemplo 5

Cinta 5: Se preparó una cinta de película termoplástica de la misma manera que la cinta 3, excepto que el adhesivo termoplástico era un copolímero de etileno-acetato de vinilo, reticulado utilizando una dosificación de haz electrónico de 10 mrad. El copolímero está comercialmente disponible en la compañía E.I.DuPont de Nemours & Co. bajo la marca comercial ELVAX® 3170. La superficie de la cinta fue calentada hasta alrededor de 130ºC y unida a la capa de toberas de un cartucho de eyección de fluido con una presión de 45 psi (3,10 bares).

Ejemplo 6

Cinta 6: Se preparó una cinta de película termoplástica de la misma manera que la cinta 3, excepto que el adhesivo termoplástico era un copolímero de etileno-ácido metacrílico parcialmente neutralizado por iones metálicos. El copolímero está comercialmente disponible en la compañía E.I.DuPont de Nemours & Co. bajo la marca comercial SURLYN® 1601. La superficie de la cinta fue calentada hasta alrededor de 145ºC y unida a la capa de toberas de un cartucho de eyección de fluido con una presión de 45 psi (3,10 bares).

Ejemplo 7

Cinta 7: Se preparó una cinta de película termoplástica de la misma manera que la cinta 3, excepto que el adhesivo termoplástico era un copolímero basado en etileno-metacrilato de glidicilo. El copolímero está comercialmente disponible en la compañía Atofina Chemicals Inc. bajo la marca comercial LOTADER® 8840. La superficie de la cinta fue calentada hasta alrededor de 145ºC y unida a la capa de toberas de un cartucho de eyección de fluido con una presión de 45 psi (3,10 bares).

Ejemplo 8

Cinta 8: Se preparó una cinta de película termoplástica de la misma manera que la cinta 3, excepto que el adhesivo termoplástico era ELVAX® 4260 reticulado utilizando una dosificación de haz electrónico de 5 mrad. Como película base se utilizó una película de polipropileno biaxialmente orientada de alrededor de 17,8 micras de espesor. La superficie de la cinta fue calentada hasta alrededor de 120ºC y unida a la capa de toberas de un cartucho de eyección de fluido con una presión de 45 psi (3,10 bares).

Ejemplo 9

Cinta 9: Una cinta de película termoplástica era una película hecha por extrusión soplada de sola capa de 127 micras de espesor, de un copolímero de etileno-acetato de vinilo. La cinta está comercialmente disponible en la compañía E.I.DuPont de Nemours & Co. bajo la marca comercial ELVAX® 3170. La superficie de la cinta fue calentada hasta alrededor de 140ºC y unida a la capa de toberas de un cartucho de eyección de fluido con una presión de 45 psi (3,10 bares).

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Ejemplo 10

Cinta 10: Se preparó una cinta de película termoplástica de la misma manera que la cinta 8, excepto que la película base era una película de poliéster resistente a la perforación y al desgarre, de alrededor de 25 micras de espesor. La superficie de la cinta fue calentada hasta alrededor de 120ºC y unida a la capa de toberas de un cartucho de eyección de fluido con una presión de 45 psi (3,10 bares).

Métodos de evaluación

El cartucho de eyección de fluido empleado para la prueba tiene 6 columnas de toberas de alrededor de 8x8 mm de superficie de una placa metálica de orificios. Cada columna tiene 72 toberas. El cartucho se rellenó con un fluido basado en agua que contiene diferentes colores, tal como el cian, el magenta y el amarillo, cada color contenido típicamente en una cámara independiente. La composición del fluido fue de 5 al 10 por ciento en peso de 2-pirrolidona, 6 a 8 por ciento en peso de 1,5 pentanediol, 6 a 8 por ciento en peso de trimetilolpropano (2-etil-2-hidroxiymetil-1,3-propanediol), y 0 a 2 por ciento en peso de butanol o isopropanol. Las toberas del cartucho relleno fueron selladas entonces con una de las cintas de la manera descrita en los Ejemplos 1 - 10. Los cartuchos de eyección de fluido con las toberas selladas por las cintas fueron expuestos a 60ºC durante dos semanas en un comprobador de envejecimiento acelerado para evaluar:

1. Fugas de fluido

Los cartuchos de eyección de fluido con las toberas selladas por las cintas fueron inspeccionadas para fugas de fluido tras la prueba de envejecimiento acelerado a 60ºC durante dos semanas. Se utilizó una simple escala para confeccionar categorías del riesgo de fugas de fluido. La categoría "baja" indica que el fluido quedó confinado en los orificios de las toberas o alrededor de los anillos de las toberas bajo la cinta. La categoría "media" indica que el fluido fue observado con fugas y abarcando más de una tobera bajo la cinta, pero sin cruzar las columnas de toberas. La categoría "alta" indica que se observaron fugas de fluido abarcando no sólo las toberas, sino también cruzando las columnas de toberas.

2. Fuerza de despegado

Se realizó la prueba de despegado de 180 grados para retirar la cinta de la capa de toberas de un cartucho de eyección de fluido, con una velocidad de despegue de 10 pulgadas (25,4 cm) por minuto. Los resultados fueron tomados como gramos de fuerza de despegado por milímetro de anchura de la cinta (g/mm).

3. Transferencia adhesiva

Tras haber retirado la cinta, se observó la capa de toberas para ver los adhesivos de la cinta transferidos. El símbolo "sí" indica que se observó el adhesivo de la cinta en la superficie de la capa de toberas y el "no" indica que no se observó tal transferencia de adhesivo.

TABLA 1

1

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Ejemplo 11

Se preparó la cinta 11 de película de polímero termoplástico de la misma manera que la cinta 3, excepto que la cinta fue reticulada utilizando una dosificación de haz electrónico de 5 mrad.

Ejemplo 12

Se preparó la cinta 12 de película de polímero termoplástico de la misma manera que la cinta 3, excepto que la cinta fue reticulada utilizando una dosificación de haz electrónico de 7,5 mrad.

Ejemplo 13

Se preparó la cinta 13 de película de polímero termoplástico de la misma manera que la cinta 3, excepto que la cinta fue reticulada utilizando una dosificación de haz electrónico de 10 mrad.

Ejemplo 14

Se preparó la cinta 14 de película de polímero termoplástico de la misma manera que la cinta 3, excepto que la cinta fue reticulada utilizando una dosificación de haz electrónico de 12,5 mrad.

Ejemplo 15

Se preparó la cinta 15 de película de polímero termoplástico de la misma manera que la cinta 3, excepto que la cinta fue reticulada utilizando una dosificación de haz electrónico de 15 mrad.

Ejemplo 16

Se preparó la cinta 16 de película de polímero termoplástico de la misma manera que la cinta 3, excepto que la cinta fue reticulada utilizando una dosificación de haz electrónico de 17,5 mrad.

Las cintas 11-16 fueron calentadas hasta alrededor de 120ºC y unidas a la capa de toberas de un cartucho de eyección de fluido con una presión de 45 psi (3,10 bares). Los cartuchos de eyección de fluido con toberas selladas por cintas fueron expuestas a 60ºC durante dos semanas, en un comprobador de envejecimiento acelerado, y después fue comprobado el despegado utilizando el proceso descrito anteriormente. En la figura 8 se ilustra un gráfico de la resistencia al despegado de diversas cintas, en función de la dosificación del haz electrónico. El cambio en resistencia de despegado en función de la dosificación del haz electrónico demuestra la capacidad de afinar aún más la fuerza de adhesión de la película de polímero termoplástico a la capa de toberas, a través de la densidad de reticulado.

La presente invención utiliza ventajosamente una película de polímero termoplástico optimizada para la compatibilidad de tintas, y utiliza también temperaturas y presiones de sellado más altas para formar un sellado robusto alrededor de las toberas de un cartucho de eyección de fluido. La película de polímero termoplástico es, preferiblemente, un polímero cristalino o semi-cristalino termoplástico o bien un elastómero termoplástico. La película de polímero termoplástico tiene las ventajas de ser mecánicamente fuerte, resistente a una gama más amplia de fluidos que los PSA, contiene pocos o ningún aditivo, y típicamente tiene unas tasas de transmisión de vapor de agua más bajas que los PSA. Además, la película de polímero termoplástico se adapta bien a características estructurales abruptas del cartucho de eyección de fluido. La película de polímero termoplástico proporciona también la capacidad de afinar las propiedades de adhesión utilizando diferentes temperaturas, presiones y tiempos de sellado, optimizando así las propiedades de sellado para diferentes cartuchos de eyección de fluido.

Claims

1. Un cartucho (220) de eyección de fluido que comprende: una cabeza (222) de eyección de fluido que tiene al menos una tobera (224):

un depósito (228) de fluido que contiene un fluido eyectable fluidicamente acoplado con al menos una tobera; y

una cinta (200) que comprende una película (202) de polímero termoplástico que tiene un espesor desde alrededor de 5 hasta alrededor de 500 micras, y una temperatura de fusión mayor que 35ºC y un índice de fusión desde alrededor de 0,5 hasta alrededor de 50 gramos por minuto, estando dicha película de polímero termoplástico en contacto con dicha al menos una tobera y unido a ella de forma liberable.

2. El cartucho de eyección de fluido de la reivindicación 1, en el que dicha cinta comprende además: una película base (204) unida adhesivamente a dicha película de polímero termoplástico, donde dicha película base está seleccionada en el grupo consistente en cloruro de polivinilo, polietileno, naftalato de polietileno, poliamida, poliéster, poliamida, poliarilatos, tereftalato de polibutileno, polipropileno, poliuretanos y mezclas de los mismos; una película (406, 406', 406'') de barrera contra la humedad;

una película (410) de barrera contra el aire; y

una película (408, 408') de disipación electrostática.

3. El cartucho de eyección de fluido de la reivindicación 1, en el que dicha película de polímero termoplástico contiene menos de alrededor del 20 hasta alrededor del 30 por ciento en peso de aditivos de bajo peso molecular, que tienen pesos moleculares inferiores a aproximadamente 2000 gramos por mol.

4. El cartucho de eyección de fluido de la reivindicación 1, en el que dicha cabeza de eyección comprende además una capa (226) de toberas que contiene dicha al menos una tobera, donde dicha capa de toberas se selecciona en el grupo consistente en níquel, oro, paladio, tántalo, rodio, poliimida, poliéster, epoxy y combinaciones de los mismos.

5. El cartucho de eyección de fluido de la reivindicación 1, en el que dicha película de polímero termoplástico comprende:

desde alrededor de 60 hasta alrededor de 95 por ciento en peso de polietileno,

desde alrededor de 0 hasta alrededor de 40 por ciento en peso de acetato de polivinilo,

desde alrededor de 0 hasta alrededor de 30 por ciento en peso de ácido polimetacrílico, y

dicha película de polímero termoplástico tiene un espesor desde alrededor de 5 hasta alrededor de 500 micras, y

una temperatura de fusión mayor de 35ºC y un índice de fusión de alrededor desde 0,5 hasta alrededor de 50 gramos por minuto.

6. Una cinta para sellar toberas en un cartucho de eyección de fluido, que comprende una película de polímero termoplástico que tiene un espesor desde alrededor de 5 hasta alrededor de 500 micras y una temperatura de fusión mayor de 35ºC y un índice de fusión desde alrededor de 0,5 hasta alrededor de 50 gramos por minuto, donde dicha película de polímero termoplástico contiene menos de alrededor de 20 hasta alrededor de 30 por ciento en peso de aditivos de bajo peso molecular, que tienen pesos moleculares inferiores a alrededor de 2000 gramos por mol.

7. La cinta de la reivindicación 6, en la que dicha película de polímero termoplástico es una película de copolímero binario semi-cristalino o una película de copolímero ternario semi-cristalino.

8. Un método para sellar liberablemente las toberas de una capa de toberas de un cartucho (220) de eyección de fluido que tiene un depósito, comprendiendo el método los pasos de:

capturar (533) liberablemente una cinta que comprende una película de polímero termoplástico que tiene un espesor desde alrededor de 5 hasta alrededor de 500 micras, y una temperatura de fusión mayor de 35ºC y un índice de fusión desde alrededor de 0,5 hasta alrededor de 50 gramos por minuto;

cortar (535) dicha cinta con una longitud suficiente para cubrir las toberas;

colocar (537) dicha cinta sobre la capa de toberas;

calentar (536) dicha cinta;

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unir (538) dicha cinta al cartucho de eyección de fluido, donde una primera porción de dicha cinta está unida liberablemente a la capa de toberas cubriendo las toberas, y una segunda porción de dicha cinta está unida liberablemente a dicho depósito.

9. El método de la reivindicación 8, en el que dicho paso de unión comprende además el paso de pegar liberablemente una tercera porción de dicha cinta a un contacto eléctrico dispuesto sobre dicho cartucho de eyección de fluido.

10. El método de la reivindicación 8, en el que dicho paso de calentamiento comprende además los pasos de:

calentar dicha cinta en una gama desde alrededor de 10ºC hasta alrededor de 50ºC por encima de la temperatura de fusión de dicha película de polímero termoplástico; y

aplicar presión con una variación desde alrededor de 7 (0,48 bares) hasta alrededor de 100 (6,89) psi.